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Décimo 10° · Biología
La genética y la evolución · La evolución

Las teorías evolutivas

En la feria del agricultor de su comunidad usted ve elotes enormes de granos amarillos y parejos. Su pariente silvestre, el teocintle, tiene una "mazorca" de apenas unas cuantas semillas duras. ¿Cómo se pasó de una cosa a la otra? ¿Cambian las especies con el tiempo o siempre han sido como las vemos hoy? En esta página verá cómo se fue respondiendo esa pregunta y qué pruebas hay de la respuesta.

¿Qué es la evolución? Del fijismo a las primeras grietas

Los perros tienen cachorros de su misma raza y de un campo de trigo siempre sale trigo. Esa estabilidad aparente llevó durante siglos a pensar que los seres vivos nunca han cambiado.

Dos escenarios con una flecha de tiempo: en el fijismo la especie es idéntica al principio y al final; en la evolución, una especie ancestral da lugar a especies distintas. Fijismo Evolución sin cambios especie ancestral tiempo

Los fósiles fueron la primera grieta: aparecían restos de animales que ya no existían en ningún lugar. En América se han encontrado huesos de megafauna, como gliptodontes y perezosos gigantes, en barrancas de ríos y arroyos. Si las especies nunca cambian ni desaparecen, ¿por qué hay gliptodontes en la roca y no en los campos?

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Explique qué es la evolución biológica y qué significa afirmar que las especies actuales descienden de otras especies del pasado.

Explique qué es la evolución biológica y qué significa afirmar que las especies actuales descienden de otras especies del pasado.

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Explique qué defendía el fijismo o creacionismo sobre el origen y la permanencia de las especies, y por qué los fósiles de animales que ya no existen eran un problema…

Explique qué defendía el fijismo o creacionismo sobre el origen y la permanencia de las especies, y por qué los fósiles de animales que ya no existen eran un problema para esa idea.

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Explique qué es un fósil, cómo se forma normalmente y qué dos tipos de información aporta a la evolución: cómo eran los seres vivos del pasado y qué edad tienen las…

Explique qué es un fósil, cómo se forma normalmente y qué dos tipos de información aporta a la evolución: cómo eran los seres vivos del pasado y qué edad tienen las rocas que los contienen.

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El lamarckismo: el uso cambia al individuo

Un peón de una finca cafetalera desarrolla brazos muy fuertes tras años de trabajo duro. ¿Nacerán sus hijos con esos músculos gracias al esfuerzo de su padre?

Lamarck explicaba el cuello largo de las jirafas así: las jirafas de cuello corto estiraban el cuello para alcanzar las hojas altas, el cuello se alargaba por el uso y sus crías nacían con el cuello ya más largo.

Hipótesis de Lamarck: un individuo de cuello corto se estira, su cuello se alarga durante su vida y sus crías nacen con el cuello largo. se estira se hereda cuello corto cuello largo (por el uso) crías de cuello largo
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Resuma las dos ideas principales de Lamarck (uso y desuso de los órganos y herencia de los caracteres adquiridos) y explique cómo interpretaba él el cuello largo de las…

Resuma las dos ideas principales de Lamarck (uso y desuso de los órganos y herencia de los caracteres adquiridos) y explique cómo interpretaba él el cuello largo de las jirafas.

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La teoría de Lamarck resultaba razonable en su época. Explique qué dato sobre la herencia desconocía Lamarck que hoy nos permite rechazar la herencia de los caracteres…

La teoría de Lamarck resultaba razonable en su época. Explique qué dato sobre la herencia desconocía Lamarck que hoy nos permite rechazar la herencia de los caracteres adquiridos, y qué diría un lamarckista y qué un darwinista sobre por qué las gacelas corren rápido.

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Analice las dos situaciones siguientes: 1) Si a varias generaciones sucesivas de ratones se les amputa la cola quirúrgicamente, todas las crías de las camadas siguientes…

Analice las dos situaciones siguientes: 1) Si a varias generaciones sucesivas de ratones se les amputa la cola quirúrgicamente, todas las crías de las camadas siguientes siguen naciendo con la cola intacta. 2) Si se irradian los testículos de ratones macho con rayos X, muchas de sus crías nacen con malformaciones en la cola. A) Justifique estos resultados basándose en la diferencia entre células somáticas y células de la línea germinal. B) Si un fisicoculturista utilizara terapia génica para modificar el ADN de las fibras musculares de sus brazos e hipertrofiarlas, ¿heredarían sus descendientes esa masa muscular? Razone su respuesta.

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El darwinismo: la selección natural

Piense en una camada de ratones de campo sobre un suelo de tierra oscura: unos nacen de pelaje oscuro y otros de pelaje claro. Si las lechuzas cazan con la vista, ¿todos tienen las mismas probabilidades de llegar a reproducirse?

Compare las dos explicaciones sobre la jirafa. La diferencia clave es qué se hereda: Lamarck dice que se hereda lo que el individuo adquirió en vida; Darwin, que se hereda la variación con la que ya nació.

Comparación de Lamarck y Darwin: en Lamarck un individuo se estira y su cuello largo pasa a sus crías; en Darwin, en una población con cuellos variados sobreviven los de cuello largo, que dejan más crías de cuello largo. Lamarck: el uso cambia al individuo se estira y lo hereda Darwin: la selección actúa sobre la variación variación previa sobreviven los de cuello largo más crías de cuello largo

La selección no solo ocurre en la naturaleza. Cuando los pueblos de América guardaban las semillas de las mejores mazorcas de teocintle para sembrarlas, ellos eran el "ambiente" que seleccionaba (selección artificial). Durante miles de años, eso produjo el maíz. Lo mismo hicieron los criadores con el ganado de las fincas lecheras. Vuelva al principio: no hizo falta que el teocintle "quisiera" cambiar; bastó con que existiera variación heredable y que alguien eligiera cuáles semillas sembrar.

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Resuma las ideas clave del darwinismo: variabilidad entre los individuos, lucha por la existencia y selección natural de los mejor adaptados.

Resuma las ideas clave del darwinismo: variabilidad entre los individuos, lucha por la existencia y selección natural de los mejor adaptados.

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Explique la frase «no evolucionan los individuos, evolucionan las poblaciones»: qué les ocurre a los individuos a lo largo de su vida y qué es lo que cambia en la…

Explique la frase «no evolucionan los individuos, evolucionan las poblaciones»: qué les ocurre a los individuos a lo largo de su vida y qué es lo que cambia en la población de generación en generación.

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Durante su viaje en el Beagle, Darwin hizo observaciones que le hicieron dudar del fijismo. Cite dos de ellas (por ejemplo, fósiles de especies extinguidas parecidas a…

Durante su viaje en el Beagle, Darwin hizo observaciones que le hicieron dudar del fijismo. Cite dos de ellas (por ejemplo, fósiles de especies extinguidas parecidas a las actuales o especies distintas en cada isla de las Galápagos) y explique qué le sugirió cada una.

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Defina adaptación y ponga dos ejemplos de adaptaciones de seres vivos a su ambiente, explicando en qué consiste la ventaja de cada una.

Defina adaptación y ponga dos ejemplos de adaptaciones de seres vivos a su ambiente, explicando en qué consiste la ventaja de cada una.

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Observe el esquema, que muestra dos explicaciones distintas (A y B) de cómo las jirafas llegaron a tener el cuello largo. Indique cuál corresponde a Lamarck y cuál a…

Observe el esquema, que muestra dos explicaciones distintas (A y B) de cómo las jirafas llegaron a tener el cuello largo. Indique cuál corresponde a Lamarck y cuál a Darwin, y señale la diferencia fundamental entre ambas sobre qué se hereda.

A ? B ?
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Los cuatro factores de la evolución

La evolución por selección natural no ocurre por una sola causa. Se explica por la acción conjunta de tres factores.

Factor Qué significa Ejemplo en Costa Rica
Potencial reproductivo Las poblaciones pueden tener más descendientes de los que el ambiente sostiene Una tortuga baula en Tortuguero pone decenas de huevos, pero muy pocas crías llegan a adultas
Variabilidad genética Los individuos difieren en rasgos heredables (por mutación y recombinación) Colores y tamaños distintos de pelaje entre terneros de una misma finca
Selección natural Los rasgos que dan más éxito de supervivencia y reproducción se vuelven más comunes Se hace predominante el rasgo que ayuda a escapar del depredador
Potencial reproductivo: de una pareja nacen muchas crías, pero solo unas pocas sobreviven y se reproducen. padres muchas crías pocas sobreviven y se reproducen

El "ambiente" que selecciona incluye el clima, el alimento y los depredadores. Si cambia el ambiente, cambia qué rasgos son ventajosos.

Un ejemplo breve de cómo un factor de selección cambia las frecuencias: en un pastizal de zacate seco, una población de saltamontes tiene 50 % verdes y 50 % pajizos, y las aves cazan por la vista.

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En una comarca industrial inglesa se midió la proporción de polillas del abedul (Biston betularia*) oscuras (carbonaria*) y claras (typica*). Tras aprobarse leyes contra…

En una comarca industrial inglesa se midió la proporción de polillas del abedul (Biston betularia) oscuras (carbonaria) y claras (typica). Tras aprobarse leyes contra la contaminación por carbón en 1960, los registros mostraron: en 1960, un 90 % de polillas oscuras; en 1980, un 50 %; y en 2000, solo un 10 %. A) Interprete estos datos identificando el factor de selección natural y explicando por qué cambiaron las frecuencias alélicas. B) Prediga razonadamente qué ocurriría con la proporción de ambas variedades si se introdujera un nuevo depredador nocturno que localiza a sus presas exclusivamente por el olfato y no por la vista.

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Las pruebas de la evolución

Si las especies descienden de otras, debe haber huellas. Hay varias líneas de evidencia que apuntan a lo mismo.

Brazo humano y ala de murciélago con el mismo esquema de huesos coloreados igual: húmero, radio y cúbito, y huesos de la mano; son órganos homólogos. brazo humano ala de murciélago húmero radio y cúbito huesos de la mano Mismo esquema óseo, distinta función: homólogos

La biogeografía estudia dónde viven las especies. Las islas lo muestran bien: en las Galápagos viven especies propias, como los pinzones, parecidas a las del continente. Eso se explica si descienden de antepasados continentales que llegaron a la isla y se modificaron allí.

Y el ADN aporta una prueba independiente: el de los humanos y el de los chimpancés coincide en más del 98 %, y se parece menos al de especies más lejanas. A mayor parecido, ancestro común más reciente.

Cuando dos especies interactúan de forma estrecha, cada una puede ser el factor de selección de la otra. A este cambio evolutivo recíproco se le llama coevolución. Piense en un colibrí y una flor tubular de un bosque nuboso: si los colibríes de pico más largo alcanzan mejor el néctar, dejan más crías y el pico medio se alarga; si las flores de tubo más largo hacen que el colibrí toque el polen al libar, son mejor polinizadas y dejan más semillas, así que el tubo medio también se alarga. Cada avance de uno es una nueva presión de selección para el otro, como una «carrera de armamentos». Ningún individuo se esfuerza por cambiar: cambian las frecuencias de los rasgos heredables en ambas poblaciones.

La evolución no es una escalera hacia la perfección: las bacterias llevan más de 3.500 millones de años con éxito siendo sencillas, y las tenias perdieron el aparato digestivo porque absorben el alimento ya digerido. «Éxito adaptativo» significa dejar descendencia en un ambiente dado, no ser más complejo.

Tampoco descendemos de los chimpancés actuales: humanos y chimpancés compartimos un antepasado común que ya no existe. En un árbol filogenético, cada especie actual está en la punta de una rama distinta; somos «primos evolutivos», no abuelo y nieto. Por eso los chimpancés siguen existiendo: una población no se transforma toda en otra especie.

Los órganos vestigiales (el apéndice humano, los restos de pelvis en las ballenas) son restos reducidos de estructuras útiles en antepasados: solo se explican si descendemos de ellos.

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Cite y describa brevemente tres líneas de evidencia de la evolución: fósiles, anatomía comparada (huesos homólogos) y biogeografía.

Cite y describa brevemente tres líneas de evidencia de la evolución: fósiles, anatomía comparada (huesos homólogos) y biogeografía.

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Distinga entre órganos homólogos y órganos análogos usando el ala de un pájaro, el ala de un murciélago, el brazo humano y el ala de una mariposa, y explique cuál de los…

Distinga entre órganos homólogos y órganos análogos usando el ala de un pájaro, el ala de un murciélago, el brazo humano y el ala de una mariposa, y explique cuál de los dos casos es una prueba de parentesco evolutivo y por qué.

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Explique qué son los órganos vestigiales y ponga dos ejemplos (por ejemplo, el apéndice humano o los restos de pelvis de las ballenas), razonando por qué constituyen una…

Explique qué son los órganos vestigiales y ponga dos ejemplos (por ejemplo, el apéndice humano o los restos de pelvis de las ballenas), razonando por qué constituyen una evidencia de la evolución.

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El neodarwinismo y la evolución en acción

Darwin no sabía cómo se heredaban los rasgos ni de dónde salía la variación. La genética del siglo XX respondió esas dudas.

Esquema de la teoría sintética: mutación y recombinación generan variabilidad; la selección natural elimina a los menos favorecidos y tras varias generaciones aumenta la frecuencia del alelo ventajoso. Genética: mutación y recombinación crean variabilidad Generación 1 Selección natural Generación n el alelo naranja pasa de raro a frecuente
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¿Qué aporta el neodarwinismo o teoría sintética a las ideas de Darwin? Explique cómo la genética (mutaciones y herencia) completó la teoría de la selección natural.

¿Qué aporta el neodarwinismo o teoría sintética a las ideas de Darwin? Explique cómo la genética (mutaciones y herencia) completó la teoría de la selección natural.

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Tras años usando el mismo insecticida, los mosquitos de una zona se han vuelto resistentes a él. Explique por qué es incorrecto decir que «cada mosquito se ha adaptado…

Tras años usando el mismo insecticida, los mosquitos de una zona se han vuelto resistentes a él. Explique por qué es incorrecto decir que «cada mosquito se ha adaptado al insecticida a lo largo de su vida» y cómo lo explica correctamente la selección natural.

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En una pequeña isla, una sequía prolongada acaba con las plantas de semillas blandas y solo sobreviven las de semillas grandes y duras. Un equipo de biólogos mide el…

En una pequeña isla, una sequía prolongada acaba con las plantas de semillas blandas y solo sobreviven las de semillas grandes y duras. Un equipo de biólogos mide el grosor del pico en una población de pinzones antes de la sequía (media de 8,8 mm) y un año después entre los supervivientes (media de 9,8 mm). A) Justifique mediante la teoría sintética qué ha ocurrido en la población a nivel fenotípico y genotípico. B) Un estudiante comenta: «Los pinzones tuvieron que esforzarse para romper las semillas duras, lo que hizo que su pico creciera 1 mm durante su vida y por eso sus crías nacieron con picos más grandes». Rebata su afirmación señalando por qué incurre en el lamarckismo y cómo opera en realidad la selección natural.

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Una línea de tiempo y la endosimbiosis

La ciencia es conocimiento en revisión, y la historia de la evolución lo muestra. Orden cronológico: Lamarck (principios del siglo XIX) propuso el uso y desuso; el viaje del Beagle (1831-1836) dio a Darwin las observaciones; en 1859 Darwin publicó «El origen de las especies», con la selección natural; en 1900 se redescubrieron las leyes de Mendel, que explicaron la herencia; y hacia 1930-1940 se formuló la teoría sintética, que unió ambas (el neodarwinismo).

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Ordene cronológicamente estos hitos y explique en una frase qué aportó cada uno: la publicación de «El origen de las especies», el redescubrimiento de las leyes de…

Ordene cronológicamente estos hitos y explique en una frase qué aportó cada uno: la publicación de «El origen de las especies», el redescubrimiento de las leyes de Mendel, la teoría de Lamarck, el viaje del Beagle y la formulación de la teoría sintética.

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En una red social usted lee el siguiente comentario: «Si el ser humano desciende del mono, ¿por qué siguen existiendo los chimpancés actuales en lugar de haberse…

En una red social usted lee el siguiente comentario: «Si el ser humano desciende del mono, ¿por qué siguen existiendo los chimpancés actuales en lugar de haberse transformado todos en personas?». Redacte una respuesta científica que desmonte esta duda: A) Identifique los dos errores conceptuales sobre cómo opera la evolución biológica que contiene la frase. B) Utilice el modelo del árbol filogenético para explicar la relación real entre chimpancés, humanos y su antepasado común, justificando por qué los chimpancés son «primos evolutivos» y no «antepasados».

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La orquídea Angraecum sesquipedale* acumula néctar al fondo de un tubo de casi 30 cm de profundidad, y solo la polilla Xanthopan morganii*, con una espiritrompa de…

La orquídea Angraecum sesquipedale acumula néctar al fondo de un tubo de casi 30 cm de profundidad, y solo la polilla Xanthopan morganii, con una espiritrompa de longitud similar, es capaz de libarlo y polinizarla. A) Explique la «carrera de armamentos» evolutiva (coevolución) entre ambas: ¿qué ventaja selectiva supuso para la planta que su tubo fuera más largo que la espiritrompa media, y qué presión selectiva obligó a la polilla a alargar la suya? B) Si una enfermedad extinguiera a esta polilla de forma repentina, prediga el destino evolutivo de la orquídea y rebata la idea de que la planta podría «modificar su néctar voluntariamente para atraer a otros insectos».

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La famosa ilustración de la «marcha del progreso» muestra una fila donde primates cuadrúpedos van erigiéndose paso a paso hasta culminar en el ser humano, transmitiendo…

La famosa ilustración de la «marcha del progreso» muestra una fila donde primates cuadrúpedos van erigiéndose paso a paso hasta culminar en el ser humano, transmitiendo la idea de que la evolución es una escalera hacia la perfección. A) Desmonte esta idea utilizando como contraejemplos el éxito evolutivo de las bacterias (organismos unicelulares sencillos desde hace más de 3500 millones de años) y de los parásitos internos como las tenias (que han perdido órganos complejos como el aparato digestivo). B) Justifique por qué en biología el concepto de «éxito adaptativo» no equivale a «mayor complejidad» y explique por qué la selección natural carece de metas o finalidad intrínseca.

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Deriva genética y flujo génico

La deriva genética cambia las frecuencias de los alelos por azar, sobre todo en poblaciones pequeñas. El flujo génico las cambia cuando llegan o se van individuos que se reproducen (migración). La selección, en cambio, lo hace por diferencias de éxito reproductivo.

Pruebe sacar pocas fichas varias veces: las proporciones se alejan del 50 % solo por azar. Con muchas fichas se acercan al 50 %.

Resumen

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